Formschlüssig Welle-Nabe-Verbindungen

Profile und Formen schaffen einen Formschluss

Passfederverbindung

Passfederverbindung

In Welle und Nabe wird eine Nut gefräst. In diese wird eine Passfeder eingelegt.
Die am meisten verwendete Verbindung bei kleinen bis mittleren Drehmomenten.

  • Leichte Montage und Demontage
  • Winkel zwischen Welle und Nabe fest
  • Verschieben der Nabe auf der Welle während des Betriebes nicht möglich

Welle-Nabe-Verbindung stirnseitig verstiften

Stirnseitig axial verstiften

Stirnseitig ist eine Bohrung in Welle und Nabe eingebracht in die ein Stift eingesetzt wird. Welle und Nabe haben einen Presssitz.
Diese Verbindung ist nur am Ende einer Welle möglich und wird bei Montage hergestellt, wenn die Nabe auf der Welle sitzt.
Mit dieser Verbindung werden geringe Drehmomente übertragen.

020101016-Eine Schraube drückt Nabe gegen einen Ansatz auf der Welle.

Schrauben und angefräste Welle

Eine auf der Stirnseite befindliche Schraube und eine große Scheibe drücken die Nabe gegen einen Ansatz auf der Welle. Der Ansatz muss kürzer als die Nabe breit sein. In der Nabe und auf der Welle befinden sich zwei Flächen die formschlüssig das Drehmoment übertragen. Statt den beiden Flächen wird auch oft eine Passfeder verwendet.

020101012-Welle-Nabe-Verbindung verstiftet

Radial verstiften

Welle und Nabe werden mit einem Stift, Kerbstift, Spannstift oder Kegelstift, formschlüssig miteinander verbunden. Dies ist eine sehr einfache Verbindung. Der größte Nachteil ist die Schwächung der Welle durch die Stiftbohrung.
Einzusetzen bei kleinen Drehmomenten und niedrigen Drehzahlen.

Welle-Nabe-Verbindung mit einer Keilwelle

Keilwelle

Welle und Nabe haben ein spezielles Profil. Die Flanken der Keilwelle sind parallel. Es gibt Wellen mit 4, 6, 8,10,16 und 20 Keilen auf dem Umfang.
Es gibt diese Verbindung innen zentriert, das zentrierende Element ist der Kern, oder außen zentriert, die beiden Bauteile werden über die Flanken des Profils zentriert.
Ein verschieben der Nabe auf der Welle während des Betriebes ist bei der innen zentrierten Ausführung möglich. Die Flanken zentrierte Keilwelle ist bei stoßartiger und wechselnder Belastung besser geeignet.
Genormt sind Keilwellen in DIN ISO 14 und DIN 5464.

020101011 Welle Nabe Verbindung mit Polygonwelle P3G

Polygonwelle

Die Welle hat ein Polygonprofil. Die Kräfte werden bei diesem Profil durch eine Flächenberührung übertragen. Die Flächenpressung steigt langsam bis zu einem Maximalwert und fällt anschließend wieder gleichmäßig ab. Durch die sanften Übergänge der Flächen ist die Kerbwirkung zu vernachlässigen.
Hergestellt werden kann die Verbindung in einer IT6 Qualität, wodurch sich ein sehr guter Rundlauf ergibt.
Die gängigsten Profile sind P3G (hier dargestellt) und P4C mit vier Übertragungsflächen.
Das P4C Profil kann auch unter Last axial verschoben werden.
P3G  - DIN 32711
P4C  - DIN 32712
Berechnung Poygonprofil
Neue Berechnungskonzepte Polygonprofile

020101017 Kerbverzahnung

Kerbverzahnung

Welle und Nabe haben ein Kerbprofil mit geraden Flanken unter 60 Grad zueinander. Durch die große Anzahl an Zähnen wird die Welle im Verhältnis zum Durchmesser kaum geschwächt. Es können große Drehmomente übertragen werden. Dieses Profil eignet sich nicht für einen Schiebesitz.
Angewendet wird die Kerbverzahnung unter anderem bei Bohrspindeln und Antriebswellen in Kraftfahrzeugen.
Genormt sind Kerbverzahnungen in DIN 5481.

Autor: Uwe Koerbitz

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